Lewati ke isi

Kontak dan Embedding

Gunakan fungsi analisis kontak dan embedding untuk masalah ketika bagian-bagian yang independen saling bersentuhan dan meneruskan beban atau bergeser relatif satu sama lain, atau untuk masalah ketika satu bagian harus direpresentasikan sebagai tertanam di dalam bagian lain. Analisis kontak menerapkan kendala untuk mencegah penetrasi dan meneruskan gaya gesek pada permukaan kontak, sedangkan embedding merepresentasikan sambungan yang sepenuhnya dikendalai antara bagian-bagian.

Analisis kontak FrontISTR dikonfigurasi dengan mengombinasikan jenis kontak, algoritma solusi, definisi pasangan kontak, dan aktivasi per langkah. Embedding menggunakan kerangka kontak untuk mengendalai node pada sisi embedded ke elemen pada sisi host.

Gambaran Umum Fungsi

Analisis kontak berguna jika diorganisasikan dengan memilih item berikut secara berurutan.

Sumbu Pemilihan Opsi Peran
Jenis kontak Kontak small-sliding, kontak finite-sliding, kendala tied Menentukan bagaimana gerak relatif, pemisahan, dan sliding antara permukaan kontak diperbolehkan.
Algoritma solusi SLAGRANGE, ALAGRANGE Menentukan bagaimana kendala kontak dimasukkan ke dalam sistem linear dan iterasi nonlinear.
Pasangan kontak NODE-SURF, SURF-SURF Menentukan representasi sisi slave dan master. Definisi pasangan ditentukan dalam data mesh.
Gesekan Tanpa gesekan, gesekan Coulomb Menentukan tahanan tangensial menggunakan koefisien gesek.
Aktivasi Baris CONTACT pada !STEP Mengaktifkan grup kontak atau grup embedding untuk setiap langkah.

Dalam data input, definisikan kondisi kontak dengan !CONTACT dan pilih metode solusi dengan !CONTACT_ALGO. Parameter untuk penyetelan deteksi kontak dikelompokkan dalam !CONTACT_PARAM. Untuk menangani interferensi awal secara bertahap, gunakan juga !CONTACT_INTERFERENCE.

Embedding didefinisikan dengan !EMBED dan diaktifkan untuk setiap langkah melalui baris CONTACT yang sama seperti pada kontak. Untuk eliminasi derajat kebebasan kontak dan penanganan kendala multi-titik oleh solver linear, lihat Solver dan Preconditioning.

Memilih Metode Analisis Kontak

Pilih jenis kontak berdasarkan gerak relatif permukaan kontak dan tujuan analisis. Gunakan kontak small-sliding ketika sliding terbatas dan pembaruan besar lokasi kontak tidak diperlukan. Gunakan kontak finite-sliding untuk deformasi besar atau sliding relatif yang besar. Gunakan kendala tied ketika bagian-bagian harus tetap tersambung secara permanen tanpa sliding atau pemisahan.

Untuk algoritma solusi, pertimbangkan terlebih dahulu metode pengali Lagrange standar (SLAGRANGE). Jika akurasi kendala perlu ditingkatkan melalui iterasi luar, pertimbangkan metode pengali Lagrange augmented (ALAGRANGE). Dengan ALAGRANGE, AUGITER menentukan jumlah iterasi augmented-Lagrange.

Jika gesekan dipertimbangkan, tentukan koefisien gesek untuk setiap pasangan kontak. Pasangan kontak dengan koefisien gesek 0 diperlakukan sebagai tanpa gesekan. Karena gesekan memengaruhi konvergensi, tentukan hanya untuk pasangan kontak yang memerlukannya.

Hanya permukaan elemen orde pertama yang didukung sebagai permukaan kontak. Input yang menggunakan permukaan elemen orde lebih tinggi sebagai permukaan kontak tidak didukung. Saat menggunakan kontak dalam analisis dengan elemen orde lebih tinggi, modelkan permukaan kontak sehingga dapat direpresentasikan secara ekuivalen oleh permukaan elemen orde pertama.

Kontak Small-Sliding

Kontak small-sliding adalah jenis kontak yang mengasumsikan perubahan lokasi kontak kecil. Dalam data input, tentukan dengan INTERACTION=SSLID pada !CONTACT.

Untuk masalah dengan sliding relatif kecil antara permukaan kontak, kontak small-sliding dapat membuat deteksi kontak lebih stabil. Metode ini menangani perubahan status kontak dan pemisahan, tetapi tidak mengasumsikan perpindahan besar titik kontak yang bersesuaian seperti pada kontak finite-sliding.

Kontak small-sliding mendukung baik kontak tanpa gesekan maupun kontak dengan gesekan Coulomb. Kontak pada permukaan elemen orde lebih tinggi tidak didukung.

Kontak Finite-Sliding

Kontak finite-sliding adalah jenis kontak yang memperbarui titik kontak yang bersesuaian seiring berlangsungnya deformasi. Dalam data input, tentukan dengan INTERACTION=FSLID pada !CONTACT.

Gunakan kontak finite-sliding untuk deformasi besar, sliding relatif besar antara bagian, atau perpindahan lokasi kontak jauh dari posisi awalnya. Bucket search digunakan untuk mencari titik kontak yang bersesuaian, sehingga lokasi kontak dapat diperbarui selama analisis.

INTERACTION=GLUED adalah spesifikasi kompatibilitas dan secara internal ditangani sebagai kontak finite-sliding. Kontak finite-sliding mendukung baik kontak tanpa gesekan maupun kontak dengan gesekan Coulomb.

Kendala Tied

Kendala tied adalah jenis kontak yang menyambungkan secara permanen permukaan yang ditentukan oleh pasangan kontak. Dalam data input, tentukan dengan INTERACTION=TIED pada !CONTACT.

Kendala tied tidak mengizinkan sliding maupun pemisahan. Ini berguna ketika menghubungkan mesh dengan ukuran elemen berbeda atau ketika region yang dibuat sebagai bagian terpisah harus berperilaku sebagai satu benda dalam analisis.

Embedding mengendalai node pada sisi embedded ke elemen host, sehingga target inputnya berbeda dari kendala tied, yang menghubungkan dua permukaan dari pasangan kontak. Gunakan embedding ketika sekelompok node harus dikendalai di dalam elemen di sekitarnya.

Embedding

Embedding mengendalai grup node pada sisi embedded ke grup elemen pada sisi host. Dalam data input, definisikan pasangan embedding dengan !EMBED PAIR dalam data mesh, lalu tentukan nama pasangan dan ID grup dengan !EMBED dalam data kontrol analisis.

Dalam pasangan embedding, SLAVE_GRP adalah grup node pada sisi embedded, dan MASTER_GRP adalah grup elemen pada sisi host. Gunakan fungsi ini ketika sekelompok node harus dikendalai secara kaku di dalam elemen solid di sekitarnya.

Embedding dirakit sesuai pengaturan solusi kontak global. Biasanya, pertimbangkan SLAGRANGE terlebih dahulu. Saat menggunakan ALAGRANGE, periksa koefisien penalti dan konvergensi iterasi luar. Gesekan tidak didukung. Aktivasi per langkah menggunakan mekanisme yang sama seperti kontak: tentukan ID grup pada baris CONTACT dari !STEP.

Algoritma Solusi

Algoritma solusi kontak ditentukan dengan !CONTACT_ALGO. Algoritma ini independen dari jenis kontak dan digunakan untuk mengubah cara kendala untuk pasangan kontak yang sama diselesaikan.

TYPE=SLAGRANGE adalah metode pengali Lagrange standar. Metode ini memasukkan derajat kebebasan kontak ke dalam sistem linear dan menangani persamaan kendala secara langsung. Ini merupakan pilihan standar yang stabil dan juga sebaiknya dipertimbangkan terlebih dahulu ketika embedding digunakan.

TYPE=ALAGRANGE adalah metode pengali Lagrange augmented. Metode ini mengombinasikan suku penalti dengan iterasi luar untuk memenuhi kendala. Metode ini dapat dipertimbangkan ketika diperlukan akurasi kendala kontak yang lebih tinggi, tetapi karena AUGITER menambahkan iterasi luar, biaya komputasi dan perilaku konvergensi harus diperiksa.

Untuk eliminasi derajat kebebasan kontak, kombinasi dengan solver langsung dan iteratif, serta metode penanganan MPC, lihat Solver dan Preconditioning.

Definisi Pasangan Kontak

Pasangan kontak adalah spesifikasi data mesh yang mendefinisikan sisi slave mana yang bersentuhan dengan sisi master mana. Dalam data input, definisikan nama pasangan, grup slave, dan grup master dengan !CONTACT PAIR, lalu rujuk nama pasangan dari !CONTACT dalam data kontrol analisis.

TYPE=NODE-SURF adalah representasi node-ke-permukaan dengan sisi slave ditentukan sebagai grup node dan sisi master sebagai grup permukaan. Representasi ini secara langsung merepresentasikan masalah ketika sekelompok node bersentuhan dengan suatu permukaan.

TYPE=SURF-SURF menentukan sisi slave dan master sebagai grup permukaan. Secara internal, grup node dibuat dari grup permukaan slave dan pasangan dikonversi menjadi kontak node-ke-permukaan. Gunakan representasi ini ketika permukaan slave harus dikelola sebagai grup permukaan.

Parameter Deteksi Kontak

Parameter deteksi kontak adalah ambang numerik yang digunakan untuk pencarian kontak dan pergantian status kontak. Dalam data input, definisikan set parameter bernama dengan !CONTACT_PARAM, lalu rujuk menggunakan CONTACTPARAM pada !CONTACT.

Parameter representatif mencakup clearance normal CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM untuk elemen yang sudah bersentuhan, TENSILE_FORCE untuk deteksi pemisahan, dan BOX_EXP_RATE untuk memperluas kotak pencarian. Nilai default CLEARANCE adalah 0.01.

Untuk analisis standar, parameter deteksi kontak default umumnya memadai. Sesuaikan hanya ketika terjadi masalah, seperti osilasi status kontak, pergantian titik kontak yang tidak diinginkan, atau ketidakstabilan pada pencarian kontak awal. Lihat referensi kata kunci untuk nilai parameter dan urutan baris data.

Menyelesaikan Interferensi Kontak

Penyelesaian interferensi kontak adalah fungsi yang secara bertahap mengubah besar interferensi atau pemisahan untuk model yang permukaan kontaknya berinterferensi pada keadaan awal. Fungsi ini ditentukan dengan !CONTACT_INTERFERENCE.

Gunakan TYPE=SLAVE atau TYPE=MASTER untuk memilih apakah penyelesaian interferensi mengacu pada sisi slave atau master. END menentukan waktu ketika penyelesaian interferensi selesai, dan setiap pasangan kontak diberi posisi awal initial_pos serta posisi akhir end_pos.

Fungsi ini berguna ketika bagian-bagian secara geometrik berinterferensi dalam model, tetapi interferensi tersebut harus direproduksi dalam analisis sebagai keadaan kontak awal atau keadaan press-fit. Menghilangkan interferensi secara tiba-tiba dapat memperburuk konvergensi, jadi ubahlah secara bertahap di dalam langkah.

Topik Terkait